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    如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmSωcosωt (V)其中Bm为磁感应强度的最大值，ω=2π/T, T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：网

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    (1)线圈中产生感应电动势的最大值；

    (2)小灯泡两端电压

    (3)小灯泡消耗的电功率；

    (4)在磁感应强度变化的0～T/4时间内，通过小灯泡的电荷量

     

    【答案】

    略

    【解析】(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2 s，

    Bm = 1×10－2 T   （2分）

    所以ω=2π/T     Em＝nBmSω＝＝8.0 V.  （2分）

    (2) 电流的最大值Im＝＝0.80 A，（1分）  有效值I＝＝ A，（1分）

    U=IR=18/5 V =5.1V          (2分）

    (3) 小灯泡消耗的电功率P＝= I2R＝2.88 W.          （2分）

    (4)在0～时间内，电动势的平均值＝，   （1分）

    平均电流＝＝，  （1分）

    流过灯泡的电荷量Q＝Δt＝（1分）  Q＝4.0×10－3 C.   （1分）

     

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    2π
    T
    cos 
    2π
    T
    t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：
    （1）线圈中产生感应电动势的最大值；
    （2）小灯泡消耗的电功率；
    （3）在磁感应强度变化的0～
    T
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    时间内，通过小灯泡的电荷量．

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    (1)线圈中产生感应电动势的最大值；

    (2)小灯泡两端电压

    (3)小灯泡消耗的电功率；

    (4)在磁感应强度变化的0～T/4时间内，通过小灯泡的电荷量

     

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    科目：高中物理 来源：2012年人教版高中物理选修2-1 4.1交变电流的产生及描述练习卷（解析版） 题型：计算题

    如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：

    (1)线圈中产生感应电动势的最大值；

    (2)小灯泡消耗的电功率；

    (3)在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量．

     

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